自然地理学大地构造学说.ppt

第三节第三节 大地构造学说大地构造学说 大地构造学说大地构造学说 大地构造学说（即地壳运动学说大地构造学说（即地壳运动学说）：）： 主要是研究地质构造的分布规律，地壳主要是研究地质构造的分布规律，地壳 运动发生的时间、运动方式和规模，以运动发生的时间、运动方式和规模，以 及地壳运动的起因和动力来源。及地壳运动的起因和动力来源。 到目前为止，还没有一个学说能全到目前为止，还没有一个学说能全 面完整地解释上述问题，为比较多人接面完整地解释上述问题，为比较多人接 受的是板块构造学说。受的是板块构造学说。 一、板块构造学说一、板块构造学说 板块构造学说是在板块构造学说是在2020世纪世纪6060年代年代 末兴起的，是在大陆漂移、海底扩末兴起的，是在大陆漂移、海底扩 张学说的基础上，综合了大洋和大张学说的基础上，综合了大洋和大 陆的地质研究资料发展而来，所以陆的地质研究资料发展而来，所以 又称为又称为 “ “ 全球构造理论全球构造理论 ” ” ，是当今，是当今 最盛行的大地构造学说。最盛行的大地构造学说。 （一）大陆漂移说（一）大陆漂移说 1 1、大陆漂移说的起源、大陆漂移说的起源 19121912年，德国学者魏格纳年，德国学者魏格纳 （A A . . WegenerWegener）提出了提出了 “ “ 大陆漂移说大陆漂移说 ” ” 。 1880188019301930 2 2、大陆漂移说的主要观点、大陆漂移说的主要观点 在大约在大约 2.5 2.5 亿年前的石炭纪后期，地亿年前的石炭纪后期，地 球上所有的大陆曾经连结在一起，构成一球上所有的大陆曾经连结在一起，构成一 个统一的大陆（称为泛大陆），围绕它的个统一的大陆（称为泛大陆），围绕它的 是一片广阔的海洋（称为泛大洋）。是一片广阔的海洋（称为泛大洋）。 此后，受地球自转离心力和潮汐力的此后，受地球自转离心力和潮汐力的 作用，从中生代开始，泛大陆逐渐破裂、作用，从中生代开始，泛大陆逐渐破裂、 分离，由硅铝层组成的、较轻的陆壳在较分离，由硅铝层组成的、较轻的陆壳在较 重的硅镁层洋壳之上漂移，直至形成今天重的硅镁层洋壳之上漂移，直至形成今天 的海陆分布格局。大西洋、印度洋、北冰的海陆分布格局。大西洋、印度洋、北冰 洋是在大陆漂移过程中形成的，而太平洋洋是在大陆漂移过程中形成的，而太平洋 则是泛大洋的残余。则是泛大洋的残余。 二叠纪二叠纪 联合古陆联合古陆 （泛大陆）（泛大陆） 泛大洋泛大洋 三叠纪三叠纪 劳亚古陆劳亚古陆 冈瓦纳古陆冈瓦纳古陆 特提斯洋特提斯洋 古太平洋古太平洋 侏罗纪侏罗纪 北美北美 亚欧亚欧 非洲非洲 南美南美 印度印度 澳洲澳洲 南极南极 白垩纪白垩纪 北美北美 亚欧亚欧 非洲非洲 南美南美 印度印度 澳洲澳洲 南极南极 现在现在 3 3、大陆漂移说的主要论据、大陆漂移说的主要论据 大陆轮廓相吻合：如大西洋两岸的南大陆轮廓相吻合：如大西洋两岸的南 美洲和非洲轮廓可以很好地拼合在一起；美洲和非洲轮廓可以很好地拼合在一起； 地质构造的连续性：如非洲南部的开地质构造的连续性：如非洲南部的开 普山脉可与南美的布宜诺斯艾利斯山脉普山脉可与南美的布宜诺斯艾利斯山脉 连接，北美与西北欧的加里东褶皱带和连接，北美与西北欧的加里东褶皱带和 海西褶皱带完全可沿走向相接；海西褶皱带完全可沿走向相接； 古生物群、古气候的分布：如南美、古生物群、古气候的分布：如南美、 非洲、南极、澳洲、中国、印度等地在非洲、南极、澳洲、中国、印度等地在 古生代的生物群都很相似，同样有石炭古生代的生物群都很相似，同样有石炭 二叠纪冰川遗迹分布，但中生代后则明二叠纪冰川遗迹分布，但中生代后则明 显不同。显不同。 南美洲和非洲的轮廓南美洲和非洲的轮廓 南美南美 非洲非洲 古生物古生物 南美南美 非洲非洲 石炭纪大冰期石炭纪大冰期 晚石炭纪晚石炭纪 华北华北 华南华南 4 4、大陆漂移说的致命缺陷、大陆漂移说的致命缺陷 大陆能漂浮吗？大陆能漂浮吗？ 花岗岩的熔点比玄武岩低，如果地温花岗岩的熔点比玄武岩低，如果地温 高至玄武岩岩层熔化并容许大陆漂移的程高至玄武岩岩层熔化并容许大陆漂移的程 度，而花岗岩却依然保持固态浮于其上，度，而花岗岩却依然保持固态浮于其上， 这是违反物理定律的；这是违反物理定律的； 大陆能漂移吗？大陆能漂移吗？ 即驱动机制问题。即驱动机制问题。魏格纳认为地球自魏格纳认为地球自 转的离心力使大陆由高纬度向赤道方向移转的离心力使大陆由高纬度向赤道方向移 动，潮汐力同时使其向西漂移；但计算结动，潮汐力同时使其向西漂移；但计算结 果证明，其驱动力比所需要的小了好几个果证明，其驱动力比所需要的小了好几个 数量级，根本不可能推动大陆漂移。数量级，根本不可能推动大陆漂移。 5 5、大陆漂移说的复活、大陆漂移说的复活 岩浆在冷却成岩过程中，含铁矿物在岩浆在冷却成岩过程中，含铁矿物在 某个温度值开始获得磁性，该温度值称为某个温度值开始获得磁性，该温度值称为 居里点居里点；如磁铁矿的居里点为；如磁铁矿的居里点为 600 600 ； 磁性矿物获得磁性时，会按当时的地磁性矿物获得磁性时，会按当时的地 磁场定向，并在岩石中将其磁性方位保存磁场定向，并在岩石中将其磁性方位保存 下来，称之为下来，称之为天然剩磁（天然剩磁（NRMNRM）； 用精密仪器测定岩石中天然剩磁的方用精密仪器测定岩石中天然剩磁的方 向和强度，就可以知道岩石形成时的地磁向和强度，就可以知道岩石形成时的地磁 南极、北极的地理座标位置。这就是南极、北极的地理座标位置。这就是古地古地 磁学磁学的研究内容。的研究内容。 二十世纪五十年代二十世纪五十年代 古地磁学研究成果古地磁学研究成果 在同一大陆中，不同地质年代的磁极位置在同一大陆中，不同地质年代的磁极位置 不同，其连线呈一平滑曲线，称为古地磁极不同，其连线呈一平滑曲线，称为古地磁极 游移轨迹；游移轨迹； 在不同大陆中，同一年代的岩石磁极位置在不同大陆中，同一年代的岩石磁极位置 也不同，即每一块大陆都有一条地磁极游移也不同，即每一块大陆都有一条地磁极游移 轨迹，并最终都交汇于现今的磁极位置；轨迹，并最终都交汇于现今的磁极位置； 结论：由于地磁极不可能远离地球的转轴结论：由于地磁极不可能远离地球的转轴 （或地理极）作大范围的迁移，上述（或地理极）作大范围的迁移，上述、 测定的结果只能说明大陆曾经发生过漂移。测定的结果只能说明大陆曾经发生过漂移。 （二）海底扩张说（二）海底扩张说 2 2、海底扩张说的论证、海底扩张说的论证 洋中脊与热异常；洋中脊与热异常； 盖奥特盖奥特（GuyotGuyot）的成因；的成因； 洋脊磁异常条带的分布；洋脊磁异常条带的分布； 洋底岩石和沉积物的年代；洋底岩石和沉积物的年代； 震中的空间分布形式。震中的空间分布形式。 大洋中脊大洋中脊 纵贯世界各大洋的海底山系，其长达纵贯世界各大洋的海底山系，其长达 80000 80000 kmkm，高出深海平原高出深海平原 2 23 3 kmkm， 距海平面距海平面 2 23 3kmkm，宽约宽约10001000kmkm，其其 中央裂谷宽几十公里；由枕状、深海中央裂谷宽几十公里；由枕状、深海 拉斑玄武岩构成。拉斑玄武岩构成。 大大 洋洋 中中 脊脊 的的 地地 形形 深海拉斑玄武岩深海拉斑玄武岩 在深海洋脊，在深海洋脊，来自来自606090km90km深处深处的的 玄武岩浆玄武岩浆，约以约以1.5101.51010 10t t a a 的的 速率涌出，形成拉斑玄武岩。其特速率涌出，形成拉斑玄武岩。其特 征是征是K K 2 2 O O含量较低，含量较低，CaOCaO含量较高，含量较高， SiOSiO 2 2 不饱和，含橄榄石和霞石等，不饱和，含橄榄石和霞石等， 称为深海拉斑玄武岩。称为深海拉斑玄武岩。 深深 潜潜 器器 洋洋 底底 考考 察察 洋洋 底底 黑 烟 囱 至至20052005年，已在世界各大洋发现年，已在世界各大洋发现 150150多处，最大喷高达多处，最大喷高达14001400多米。多米。 洋底黑烟囱 380 高温 在洋中在洋中 脊处，脊处， 发现正发现正 的热异的热异 常值，常值， 而在海而在海 沟处则沟处则 为负的为负的 热异常热异常 值。值。 海底平顶火山（海底平顶火山（GuyotGuyot） 正向条带正向条带 反向条带反向条带 磁异常带对称于洋脊磁异常带对称于洋脊 分布，年龄由新到老分布，年龄由新到老 海洋钻探船海洋钻探船 “ “ 格洛玛格洛玛 挑战者挑战者 ” ” 号号 GlomarGlomar Challenger, 1968 Challenger, 1968年年3 3月首航月首航 钻探 海洋沉积物年龄 1.371.371.951.95亿年亿年 （三）板块构造学说（三）板块构造学说 1 1、板块构造学说的基本论点、板块构造学说的基本论点 2 2、板块边界的基本类型、板块边界的基本类型 扩张型板块边界：扩张型板块边界： 在大洋中为洋中脊，在大陆上为在大洋中为洋中脊，在大陆上为 裂谷带；边界两侧板块受拉张作用而裂谷带；边界两侧板块受拉张作用而 相背分离运动，地幔物质裂谷上涌，相背分离运动，地幔物质裂谷上涌， 造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成 新洋底。新洋底。 这种板块边界是岩石圈重要的张这种板块边界是岩石圈重要的张 裂带、岩浆带和地震带。裂带、岩浆带和地震带。 扩张型扩张型板块边界板块边界 洋中脊洋中脊 裂谷带裂谷带 东非大裂谷东非大裂谷 坦噶尼喀湖坦噶尼喀湖 （ 65006500kmkm ）中段）中段 大裂谷大裂谷1 1 大裂谷大裂谷2 汇聚型板块边界汇聚型板块边界 山山 弧弧 海海 沟沟 系系 马里亚纳群岛马里亚纳群岛 岛弧岛弧海沟系海沟系 马里亚纳海沟马里亚纳海沟 11034 11034 mm 马里亚纳海沟地形马里亚纳海沟地形 山弧地缝合线系山弧地缝合线系1 1 喜马拉雅山喜马拉雅山 山弧地缝合线系山弧地缝合线系2 2 珠穆朗玛峰，珠穆朗玛峰，8844.43m8844.43m 山弧地缝合线系山弧地缝合线系3 3 阿尔卑斯山阿尔卑斯山 山弧地缝合线系山弧地缝合线系4 4 阿尔卑斯山长阿尔卑斯山长1200km1200km，主峰勃朗峰，主峰勃朗峰4807m4807m。 毕乌夫带毕乌夫带 海洋陆地 毕毕 乌乌 夫夫 带带 平错型板块边界平错型板块边界 这种边界一般分布在大洋中，边界两这种边界一般分布在大洋中，边界两 侧板块发生相互剪切、水平错动。侧板块发生相互剪切、水平错动。 在海洋探测时，发现大洋中脊被一系在海洋探测时，发现大洋中脊被一系 列垂直洋脊走向的横断层所切断；这些横列垂直洋脊走向的横断层所切断；这些横 断层不是一般的平移断层，而是一面向两断层不是一般的平移断层，而是一面向两 侧分裂，一面发生水平错动，威尔逊称之侧分裂，一面发生水平错动，威尔逊称之 为转换断层。为转换断层。 它与平移断层的不同点，在于断层两它与平移断层的不同点，在于断层两 侧在洋脊之间的位移是相互错动，而在洋侧在洋脊之间的位移是相互错动，而在洋 脊外侧的位移都是同一方向的。脊外侧的位移都是同一方向的。 平错型板块边界平错型板块边界 转转 换换 断断 层层 圣 安 德 烈 斯 断 层 圣安德烈斯断层圣安德烈斯断层 三藩市 洛杉矶 3 3、板块的划分、板块的划分 19681968年，法国地质学家勒比雄将全球岩年，法国地质学家勒比雄将全球岩 石圈划分为六大板块，即太平洋板块、亚欧石圈划分为六大板块，即太平洋板块、亚欧 板块、印度洋板块（包括澳大利亚）、非洲板块、印度洋板块（包括澳大利亚）、非洲 板块、美洲板块和南极洲板块。只有太平洋板块、美洲板块和南极洲板块。只有太平洋 板块几乎全是海洋，其余五个既包括大块陆板块几乎全是海洋，其余五个既包括大块陆 地，又包括大片海洋。地，又包括大片海洋。 板块的划分不受陆地和海洋的限制，只板块的划分不受陆地和海洋的限制，只 根据板块边界而划分。随着研究的深入，板根据板块边界而划分。随着研究的深入，板 块的划分越来越细，板块数量越来越多。块的划分越来越细，板块数量越来越多。 全球六大板块全球六大板块 扩张型板块边界扩张型板块边界 汇聚型板块边界汇聚型板块边界 平错型板块边界平错型板块边界 二、地槽地台学说简介二、地槽地台学说简介 地槽地台学说，即传统的大地构造地槽地台学说，即传统的大地构造 学说。它在学说。它在1919世纪中期以来研究大陆型地世纪中期以来研究大陆型地 壳构造而逐渐建立起来，是板块构造学说壳构造而逐渐建立起来，是板块构造学说 诞生前占主导地位的地壳运动学说。诞生前占主导地位的地壳运动学说。 1 1、基本观点：、基本观点： 地壳运动形式以垂直运动地壳运动形式以垂直运动 为主，水平运动是次要的；地壳运动的驱为主，水平运动是次要的；地壳运动的驱 动力来自地球内部物质的重力分异，物质动力来自地球内部物质的重力分异，物质 受热变轻上涌造成地表上升隆起，物质冷受热变轻上涌造成地表上升隆起，物质冷 却变重下沉造成地表下降凹陷。地球上的却变重下沉造成地表下降凹陷。地球上的 海陆变迁和地质构造就是由地壳这样的升海陆变迁和地质构造就是由